洱海螺蛳(Margarya)历史演替及保护现状研究

螺蛳是中国特有种,曾经是云南高原湖泊的优势种群,由于人类活动、湖泊污染和过度捕捞等原因,目前仅在滇池、洱海、海西海、泸沽湖等湖泊分布。目前有三个属:螺蛳属(Margarya)、玺螺蛳属(Tchangmargarya)和环螺蛳属(Anularya)。文章详细介绍了螺蛳的分类、生活习性、食性、繁殖方式等基本生物特性,深入探讨了螺蛳在洱海的历史演替、增殖放流情况、保护现状及濒危原因,并据此提出了针对性的保育措施,包括建立高原湖泊软体动物人工繁育基地,进行珍稀濒危物种拯救行动计划,以及恢复野外种群,旨在为洱海本土螺蛳恢复提供科学依据,促进螺蛳及其他本土特有珍稀软体动物的保护和恢复。

2015—2019洱海COD变化特征及影响因素研究

通过开展洱海及主要入湖河流沟渠水质监测并应用Mann-Kendall趋势检验法、Morlet小波等方法分析洱海湖区COD变化特征。结果发现,洱海湖区的COD历史趋势具有较为明显的年际和年内变化特征,洱海湖区的COD在近年来由下降趋势转变为上升趋势,突变发生在2017—2018年。在此期间入湖COD负荷、气象条件均未发生突变,洱海湖区COD与入湖COD负荷相关性逐渐降低,与叶绿素和浮游植物相关性升高,反映出洱海COD趋于受内源影响。

突发地质灾害过程洱海流域水质变化研究

洱海是云南省第二大高原淡水湖,是国家重点保护的水域之一。分析了漾濞县“5·21”M_(s)6.4地震及洱源县“9·13”大型山洪泥石流期间,洱海重点区域水质的加密监测数据并对比了突发地质灾害前后的监测数据。研究发现:M_(s)6.4地震后主要表现为总磷(TP)浓度增加,继而引发叶绿素a(Chl.a)浓度的升高,同时地震震感强烈浊度变大但并未对透明度带来影响;洱源县大型山洪泥石流,雨水冲刷水量突增造成总氮、总磷、化学需氧量、氨氮浓度急剧升高,虽在后续监测中4个监测指标均已回落,但4个交界断面和北三江入湖口9月份的负荷数据中显示,氨氮负荷增加明显,分别为19.07%、58.86%,对洱海水质(特别是北三江附近)的水生态环境带来明显影响。研究旨在探索突发地质灾害过程洱海流域水质的变化情况,为水质保卫工作积累治理经验,为洱海流域生态环境的保护提供助益。

洱海水鸟多样性及种群时空格局

为了全面掌握洱海水鸟资源现状,2021年3月—2022年2月开展洱海水鸟调查。共记录到9目13科67种,其中古北种40种,广布种17种,东洋种10种;冬候鸟占比59.70%,留鸟占比13.43%,过境鸟占比13.43%,夏候鸟占比11.94%,迷鸟占比1.50%。2021年12月全湖最高记录到86000多只水鸟,其中骨顶鸡约64000只。洱海南部、西部和北部水鸟种类和数量居多,东部相对较少。全年记录到国家Ⅰ类保护水鸟3种,国家Ⅱ类保护水鸟7种,洱海水鸟多样性稳定向好转变。

湖泊水动力变化对沉水植物的影响研究综述

随着全球气候变化加剧及水利工程的快速发展,湖泊水动力状况发生了显著变化。通过影响湖泊水体和沉积物理化性质,水动力变化可以作用于沉水植物生存、生长与分布等方面。在长期适应进化过程中,沉水植物演化出了一系列有效的适应策略,能一定程度上克服水动力变化的负面影响。但当前湖泊水动力变化程度远超沉水植物适应上限,湖泊沉水植物消退已成为全球普遍现象。了解沉水植物适应水动力条件的过程有助于揭示湖泊沉水植被退化机制,为未来沉水植物的保护和恢复提供借鉴。因此,本文系统综述当前湖泊水动力变化成因,水动力变化对沉水植物的不利影响及沉水植物适应策略,包括:繁殖对策、形态学对策、生理对策等。同时,综述当前研究进展,今后还需大力加强沉水植物解剖学及物种忍耐力差异方面的研究。

洱海大型底栖动物本底调查研究

为了解洱海大型底栖动物的群落结构和空间分布,于2019年9月对湖区进行了本底调查。在布设的30个样区中共采集到底栖动物2491头,分属于12目18科30个分类单元。洱海全湖底栖动物的平均密度为1328.5 ind·m-2,平均生物量为426.2 g·m-2,优势种为环棱螺属,其密度为265.1 ind·m-2,生物量为203.3 g·m-2。运用Shannon多样性指数和Simpson多样性指数评价底栖动物群落多样性特征,采用PieLou指数衡量底栖动物群落均匀性。对比历史数据可知,洱海底栖动物的密度和生物量显著增加,尤其是软体动物种群,表明洱海水生态环境稳步提升。

洱海湖滨带水生植物多样性及分布现状

湖滨带水生植物对湖泊生态系统健康的维持具有重要作用。为了解当前洱海湖滨带水生植物现状,本研究于20202021年间每季度对洱海湖滨带水生植物进行调查。调查结果表明:①洱海湖滨带现有水生植物206种,属56科156属,其中湿生植物149种,挺水植物24种,沉水植物21种,漂浮植物7种,浮叶植物5种;常见种有狗牙根(Cynodon dactylon)、菰(Zizania latifolia)、苦草(Vallisneria natans)、菱(Trapa bispinosa)等,偶见种为忍冬(Lonicera japonica)、披碱草(Elymus dahuricus)等。②从区系分布来看,洱海湖滨带物种主要为世界分布(83种)和热带分布(55种)两种类型,分别占总物种数比例的40.28%和26.71%。③在植物群落方面,洱海湖滨带共有18个主要植物群落类型,其中湿生植物群落4种,挺水植物群落3种,沉水植物群落9种,浮叶植物群落2种;以狗牙根群落、菰群落、苦草群落、菱群落为主。通过与历史文献结果的对比分析得出,近年来洱海湖滨带水生植物多样性有了显著提高,但目前存在挺水植物群落类型单一等问题,后续应继续加强湖滨带建设,以改善生境,增加物种多样性。

云南洱海大型底栖动物群落结构研究进展

对建国以来国内关于洱海大型底栖动物的研究成果进行了综述。指出了截至目前,关于洱海大型底栖动物的研究主要集中在物种群落结构、生物多样性、影响因子以及水质生物学评价等方面。为此,提出了还应该更深入地进行洱海流域大型底栖动物的多样性、洱海保护治理过程中大型底栖动物的群落特征演变的研究,并且应加强运用大型底栖动物对洱海生态系统进行监测和评价的建议。

洱海浮游动物季节变化及现状研究

通过对洱海浮游动物2019年春夏秋冬四季的调查研究,探讨了洱海浮游动物季节变化规律及现状。结果表明:洱海浮游动物有3大类70种,其中轮虫43种,枝角类19种,桡足类8种;优势种以螺形龟甲轮虫、长额象鼻溞为主,螺形龟甲轮虫在春季、夏季和冬季都是全湖第一优势种,长额象鼻溞仅在秋季成为全湖第一优势种;密度季节变化具有显著差异,夏季最高218.17ind/L,秋季最低103.81ind/L,全年平均密度173.8 ind/L。在1957-2019年近60a已有历史资料中,2019年洱海轮虫、枝角类、桡足类三大类浮游动物密度是第二低的一年,与往年相比,浮游动物对藻类的下行效应在减弱,对湖内有机碎屑的消耗在减弱。

生态廊道建设对洱海不同类型湖湾鱼类群落分布及多样性的影响

为探究湖滨带生态廊道建设对湖泊近岸带水生生物群落分布及多样性的影响,研究比较了洱海湖滨带生态廊道建设前后不同类型湖湾(S型和L型)鱼类群落结构的变化,结果表明:(1)生态廊道建设导致S型湖湾鱼类优势度降低,而L型湖湾增加;(2)生态廊道建设后L型湖湾鱼类多样性指数增加明显,其中H′指数在生态廊道建设前后显著差异(P<0.05);S型湖湾多样性指数下降;(3)S型湖湾鱼类密度较建设前下降而生物量增加,主要是中大型鱼类丰度增加;而L型湖湾的小型鱼类丰度增加;鱼类生物量丰度ABC曲线结果显示S型湖湾建设后为中度干扰,而L型湖湾建设后为轻度干扰,鱼类群落结构更加稳定;(4)环境因子RDA分析显示,影响S型湖湾和L型湖湾鱼类生物量的环境影响因子均为水体透明度、pH和水深,且优势鱼类影响最大的均为鲢。综上,洱海生态廊道建设对S型湖湾鱼类群落结构影响较大,导致了鱼类结构组成的快速改变,建议生态廊道建设以L型湖湾改造为主。研究为鱼类多样性保护及生境恢复提供理论依据。

洱海北部湖区轮虫群落季节演替特征

洱海是位于我国西南亚热带高原地区的重要淡水生态系统,在高强度的人类活动与气候变化的影响下出现了较为严重的水质退化与富营养化现象,其中北部湖区的问题最为突出。本文以北部湖区为对象,设置了喜洲等5个样点,于2020年3、6、9和12月对该湖北部的轮虫群落及环境因子进行了季节性调查,分析了轮虫群落的季节演替特征及主要影响因子。本次调查共检出26属48种轮虫,多数种类为广布种或暖水种,其中无柄轮属、晶囊轮属、胶鞘轮属、须足轮属、龟甲轮属、多肢轮属在4个季节均出现。异尾轮属的种类数最多,共计9种。螺形龟甲轮虫、长肢多肢轮虫和前节晶囊轮虫是主要的优势种类。其中,螺形龟甲轮虫在4个季节均为丰度优势种,而前节晶囊轮虫在4个季节均为生物量优势种。非度量多维尺度分析表明,洱海北部湖区轮虫群落结构存在显著的季节差异。这种季节差异主要反映了水温的直接与间接影响,后者主要表现为鱼类捕食压力与食物资源的季节性。冗余分析表明,透明度、温度和浮游植物丰度为解释轮虫群落结构变化的重要变量。群落的物种组成与季节变化反映了主要轮虫优势种类对水温和水质变化的敏感性。

洱海湖湾水生植物群落结构及时空分布特征研究

为了解洱海湖湾这种特殊水体水生植物的群落结构及时空分布特征,于2017年3月至2018年9月对6个较大湖湾水体理化参数和水生植物群落特征进行了5次连续调查。研究结果表明:(1)6个湖湾8个水体理化因子平均值差异不大,单因素方差分析结果表明,8个理化因子之间均不存在显著差异。(2)6个湖湾共采集水生植物18种,其中向阳湾种类最多,为17种;双廊湾种类数最少,仅为9种。从生活型来看,水生植物主要是以沉水植物为主;从生长型来看,主要是以有冠层种类为主。(3)6个湖湾主要的优势种均以微齿眼子菜、金鱼藻和苦草为主。除西沙坪湾优势度最大的物种为金鱼藻外,其他湖湾均以微齿眼子菜的优势度最大。(4)单因素方差分析结果表明,6个湖湾水生植物平均种类数和平均生物量均存在显著差异。向阳湾和沙村湾水生植物平均种类数显著高于西沙坪湾,而双廊湾、红山湾和海潮河湾水生植物平均生物量显著高于西沙坪湾。以上结果说明:6个湖湾水体理化特征和植物群落特征虽然有较高的相似性,但向阳湾多样性更高、优势种多样,健康状况最好;西沙坪湾水生植物平均种类数和平均生物量最低,健康状况最差。

基于大型底栖动物生物完整性的洱海健康评价

为了解洱海水生态系统健康状况,该研究于2021年3月、6月、9月和12月对洱海11个断面共27个采样点开展为期1年的底栖动物群落结构调查,并在此基础上构建洱海底栖动物生物完整性评价指数(B-IBI)体系。结果表明,共获得底栖动物56属种,隶属4门6纲28科54属。经过分布范围、判别能力及相关性分析等筛选,得出由总分类单元数、摇蚊类个体数百分比和BMWP指数3个核心参数组成的洱海B-IBI评价指标体系。采用比值法统一量纲,将洱海健康状况按评分分为5个等级:>2.61为健康,2.10~2.61为亚健康,1.82~2.10为一般,1.42~1.82为差,<1.42为极差。结果表明,2021年洱海整体健康状况评价结果为一般。其中,有5个点处于健康状态,占18.5%;6个点处于亚健康状态,占22.2%;5个点处于一般状态,占18.5%;9个点处于差状态,占比33.3%;2个点处于极差状态,占比7.4%。

洱海大气氮磷干沉降特征及其影响因素

大气氮磷干沉降是湖泊外源营养盐输入的重要途径之一,对湖泊水体富营养化及生态系统演化具有重大影响。文章为了深入揭示洱海湖区大气氮磷干沉降(颗粒物)对水体的贡献,于2021年全年对洱海周边布设的6个站点进行了为期1 a的大气干沉降连续监测,使用自动降尘采样器湿法收集大气干沉降。分析了洱海湖区氮磷干沉降通量的时空分布特征,估算了氮磷干沉降直接入湖负荷量。结果表明:洱海湖区干沉降(颗粒物)TN、TP沉降通量年内总体呈先降后升再降的趋势。TN沉降通量范围为8.78~84.93 kg/km^(2),均值为(33.44±15.94)kg/km^(2);TP沉降通量范围为0.38~11.91 kg/km^(2),均值为(4.04±2.69)kg/km^(2);2021年洱海湖区干沉降TN、TP直接入湖负荷量分别为107.69 t和13.28 t,TN、TP干沉降直接入湖负荷量约占流域农业面源排放量的3.91%和5.12%;影响洱海湖区TN、TP干沉降的主要因素包括湖区上空低层风场环流、湖区降雨分布、气溶胶粒径以及小流域下垫面土地利用现状。

洱海沉积物特征及其对上覆水的影响

为深入掌握洱海沉积物粒径特征及碳氮磷分布,评估沉积物氮磷营养盐释放对洱海湖体水质的影响,于2020年12月对洱海19个点位进行沉积物采样分析以及沉积物再悬浮模拟实验。结果表明:洱海沉积物厚度空间差异显著,西侧近岸区域粒径较大其余区域粒径较小;洱海沉积物中有机质的含量12.3~26.1 g/kg,均值为23.24±3.49 g/kg,有机质含量较高区域主要集中在湖心平台和东南部湖区;洱海沉积物中全氮含量2190~8340 mg/kg,均值为5172±982.6 mg/kg,氮主要分布在人类活动聚集区,氮高值区在南部湖区,总体呈南部>中部>北部;洱海沉积物中总磷含量607~1240 mg/kg,均值为904±189.8 mg/kg,磷高值区在湖心平台深水区,呈中部>南部>北部;洱海沉积物中氮磷营养盐内源性污染负荷释放对全湖水质影响不大。

60年来洱海水生植被演替及其驱动力分析

洱海是大理白族人民的母亲湖和集中饮用水源地,受自然条件和人类活动双重驱动影响,近60 a来,洱海水生植被演替过程明显,植被资源呈现出显著的衰退特征。基于洱海历年水位、水质、水生植被种类与面积以及浮游植物数量等相关数据,系统地研究了洱海水位、水质变化过程及其与水生植被演替过程的关联性,探讨了洱海水生植被演替的驱动力因素。研究结果表明:①近60 a来洱海水生植被群落演替经历了扩张、鼎盛、衰退和稳定等过程,水生植被种群结构单一化、水深分布范围和面积大幅度萎缩,优势种群逐步由清水型转变为耐污型的苦草、金鱼藻和微齿眼子菜;②洱海水生植被演替受洱海水位变化驱动影响显著,年内5~8月份维持低水位及年内水位的大变幅波动,是驱动并维持洱海水生植被良好生长和最大面积分布的关键;③洱海的水质污染引起湖泊由草型转向藻型并导致水体透明度急剧下降,是1990年代至2003年期间洱海水生植被快速退化的关键环境驱动因子。基于研究结果,提出以下建议:应有效控制并逐步减少流域入湖水体的氮磷等营养盐含量,科学制定并实施每年度5~8月份低水位运行、年内较大水位变幅的生态水位调度方案,以此来有效促进洱海水生植被的自然修复和湖泊水环境质量的可持续改善。

环洱海主要入湖河流水质特征及入湖污染负荷估算

为了揭示洱海主要入湖河流的污染特征,2014年1月至2016年12月期间,以总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_(3)-N)、化学需氧量(COD_(cr))为污染物指标,对27条主要入湖河流进行水质、水量监测以及沿程追踪调查。同时结合同期降水数据和湖区水质监测资料分析,阐述了洱海主要入湖河流水量水质特征,估算了入湖污染负荷,并评估了入湖污染负荷对湖区水质的影响。研究结果表明:①2014~2016年27条主要河流入湖总水量在2.87亿~4.74亿m^(3),汛期入湖水量分别占全年入湖水量的79.17%,74.90%和61.96%,入湖水量与流域降水量呈正相关关系;②在时间尺度上,污染物浓度年内整体呈现先升高后降低的波动趋势,雨季水质总体较好,污染物浓度空间上的差异不如时间尺度上的明显,污染物浓度与流域降雨量呈显著负相关;③洱海入湖污染负荷年内呈先降后升再降的趋势,入湖负荷主要受水量控制,污染负荷贡献率顺序为北岸>西岸>东-南岸,入湖河流总氮输入量与湖区总氮浓度、总磷输入量与湖区总磷浓度均呈极显著正相关,是洱海氮磷的重要来源。

洱海大气氮磷湿沉降特征及入湖负荷估算

为了揭示洱海湖区大气氮磷湿沉降特征,于2019年6月至2020年5月期间,以总氮(TN)、总磷(TP)为主要水化学指标,对湖区布设的4个站点进行雨水监测;结合同期降水数据和湖区水质监测资料分析,阐释了洱海湿沉降污染物浓度和沉降通量的时空分布特征,估算了湿沉降直接入湖污染负荷量,并评估了其入湖负荷对湖区水环境的潜在影响。研究结果表明:①洱海流域年降水量由南向北、自西向东递减,降水主要集中在6~10月份,约占年降水量的79%~96%;②降水中总氮浓度均值为(1.180±0.682)mg/L,总磷浓度均值为(0.072±0.021)mg/L,降水总氮、总磷浓度呈现明显的季节性差异,浓度与降水量呈显著负相关;③总氮、总磷湿沉降通量7月份最大、5月份最小,沉降通量与降水量呈极显著正相关;④洱海湖面湿沉降总氮输入量约为183.32 t,总磷约为11.19 t,湖面湿沉降总氮直接入湖负荷占入湖河道年输入的20.01%,总磷占15.22%。

洱海总有机碳的时空分布特征及其影响因素

为研究洱海水体总有机碳(TOC)的空间分布特征,逐月调查了2018年3月—2019年2月洱海水体11个点位总有机碳含量,探讨TOC与环境因子(水温(WT)、pH值、透明度(SD)、溶解氧(DO)、COD Cr、COD Mn、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH 3-N)、叶绿素a(Chl a)、藻类细胞密度D)之间的关系。结果表明:洱海TOC的浓度范围为3.04~10.83 mg/L,年平均值为6.10±1.72 mg/L,夏季(6—8月)、秋季(9—11月)、冬季(12—2月)、春季(3—5月)TOC浓度呈现由大变小的趋势。Pearson相关分析显示(n=132):洱海TOC与COD Cr(r=0.913,p<0.01)、WT(r=0.801,p<0.01)、TP(r=0.730,p<0.01)、COD Mn(r=0.689,p<0.01)、NH 3-N(r=0.615,p<0.01)、Chla(r=0.530,p<0.01)、TN(r=0.383,p<0.01)、D(r=0.301,p<0.01)之间均呈显著的正相关,与SD(r=-0.654,p<0.01)、DO(r=-0.461,p<0.01)呈显著负相关,与pH(r=0.183,p<0.05)相关性不显著。洱海水体中的TOC含量是外源输入、内源产生、湖内迁移转化等多个过程动态平衡的结果,TOC浓度的时空分布也受到流域内降雨、农事活动、污水排放、施工、旅游活动、生物活动等的影响。

洱海沉水植物群落结构特征及最大生物量估算

以云南省洱海为研究对象,在生长季(2017年9月)对该湖泊沉水植物种类组成及生物量等群落特征进行了调查,根据频度及生物量评判物种优势度并分析沉水植物分布与水位梯度的关系。结果表明:①洱海沉水植物现有种类有13种,隶属6科8属,其中眼子菜科5种,水鳖科3种,茨藻科2种,其余种类占沉水植物总种类数的23.1%;②洱海绝对优势物种为金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)和苦草(Vallisneria natans),其优势度分别为37.74%、21.87%和16.70%;③不同水深梯度沉水植物种类变化:2.0~4.0m(12种)>0.0~2.0m(11种)>4.0~6.1m(8种);④沉水植物生物量最大值出现在2.0~4.0m;⑤根据优势种及组成特征,沉水植物群落主要为3个类型:金鱼藻+竹叶眼子菜+黑藻群丛、金鱼藻+微齿眼子菜群丛和金鱼藻群丛;⑥计算结果显示,洱海生物量鲜重总值约为16.09万t。本研究结果表明,洱海沉水植物种类较为丰富,生物量总量也相对较高,不同水深下优势物种组成略有区别,说明洱海沉水植物群落状况较好,但也需要加强保护。